How can a weaker memory model prevent slowdown from false sharing?

I have been experimenting with a simple true/false sharing benchmark, which does regular load+increment+write on a pointer. Basically this:

Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>static void do_increments(size_t *buffer, size_t iterations)
{
while (iterations) {
buffer[0]++;
--iterations;
}
}
</code>
<code>static void do_increments(size_t *buffer, size_t iterations) { while (iterations) { buffer[0]++; --iterations; } } </code>
static void do_increments(size_t *buffer, size_t iterations)
{
    while (iterations) {
        buffer[0]++;
        --iterations;
    }
}

This function is called right after waiting on a barrier from two threads that are pinned to to different physical cores. Depending on the value of the buffer pointer, this can be compiled to excibit true sharing (same address for both cores), false sharing (same cacheline, but different addresses), or no sharing (different cachelines).

When run on x86, true and false sharing scenarios show slowdown when compared to no sharing. However, on some ARM cores, like the Cortex A73, no slowdown is seen regardless of the address of buffer. I have also seen some RISC-V cores excibit the same behaviour (no slowdown).

To try and understand why some platforms slow down and some others don’t, I tried to gain a deeper understanding of why exactly false sharing causes slowdown, and for x86 it is nicely explained in Why does false sharing still affect non atomics, but much less than atomics?

Basically, on x86 chips you get stalls from false sharing because of either:

(correct my if I’m wrong on this please!)

  1. Memory ordering machine clears, which happen when a write from a different core becomes visible after a load from our core has started, but before it has determined its value
  2. When our store buffer has filled up, meaning we have to flush it, and do the rounds to keep the cache coherent (i.e. invalidate the cacheline in other cores and wait for invalidate ack)

ARM cores I tested seem to have all the same implementation details: a store buffer that can be forwarded from, and coherent caches. Maybe there are some relaxed memory ordering rules that help prevent these stalls on an ARM core?

Moreover, some other cores (e.g. Cortex A76) I tested do show slowdown from false sharing. Presumably, they obey the same memory ordering rules, so it has to be some microarchitectural detail that causes slowdown from false sharing?

New contributor

aolo2 is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật